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coltivazione idroponica
Per coltivazione idroponica s'intende una delle tecniche fuori dal suolo la terra è sostituita da
un substrato inerte (argilla espansa, perlite,vermiculite, fibra di cocco, lana di roccia, zeolite,
ecc.). La pianta viene irrigata con una soluzione nutritiva composta dall'acqua e da sostanze
minerali necessari ad apportare tutti gli elementi indispensabili alla normale nutrizione. La
tecnica è altrimenti conosciuta con il termine di idrocoltura . La coltura idroponica consente
produzioni controllate sia dal punto di vista qualitativo sia igienico-sanitario durante tutto
l'anno.
Presupposti della tecnica
Il ruolo del terreno nei confronti delle piante si può ricondurre fondamentalmente a tre
funzioni:
1) Fisico-meccanica: il terreno permette l'ancoraggio delle piante proteggendo l'apparato
radicale dagli agenti atmosferici che possono interferire con la sua vitalità (umidità
atmosferica, illuminazione, insolazione).
2)Trofica: il terreno è l'ambiente fisico che in condizioni naturali fornisce alla pianta quasi tutti
gli elementi minerali di cui ha bisogno attraverso l'assorbimento radicale. Solo il carbonio e
l'ossigeno sono assunti con la nutrizione carbonica, prelevando l'anidride carbonica dall'aria
attraverso le aperture stomatiche delle foglie.
3)Ecologica: la rizosfera è la parte della biocenosi del terreno che ha rapporti più o meno
diretti con l'apparato radicale della pianta. Tali rapporti sono la risultante di un sistema
complesso di antagonismi e sinergismi. Fra gli antagonismi si citano le interazioni con fitofagi,
parassiti, fitopatogeni, agenti di allelopatie,o, più semplicemente, la competizione con altri
vegetali che occupano la stessa nicchia ecologica. Fra i sinergismi si citano le interazioni con
simbionti mutualistici e con gli agenti di stimolazioni.
Le coltivazioni fuori-suolo si basano in sostanza sostituendo al terreno un substrato in cui i
parametri sono di più facile controllo. Nel caso della coltivazione idroponica la soluzione di
concetto si concretizza nei seguenti quattro punti:
1 La "funzione di protezione" delle radici nei confronti degli agenti atmosferici è svolta da un
substrato solido inerte e tendenzialmente asettico. Il substrato non ha alcuna funzione di
ancoraggio. Il requisito di base è quello di un grado di porosità sufficiente a permettere la
circolazione della soluzione nutritiva e ospitare l’apparato radicale. Il volume a disposizione
per ogni pianta perde importanza in quanto la concentrazione della soluzione nutritiva crea in
uno spazio ridotto le condizioni ottimali per l'assorbimento radicale. In altri termini, la pianta
non ha bisogno di espandere l'apparato radicale perché viene meno la funzione di ancoraggio
e trova nelle immediate vicinanze l'acqua e i sali minerali di cui ha bisogno. È importante,
invece, fare in modo che il volume a disposizione di ogni singola pianta non sia eccessivo in
rapporto alla superficie: dal momento che le radici sono sommerse, gli scambi gassosi con
l'atmosfera avvengono per diffusione in mezzo liquido, pertanto le radici devono trovarsi quasi
a contatto con l'atmosfera per evitare fenomeni di asfissia radicale. In alcune tecniche di
coltivazione idroponica il substrato è dunque integralmente sostituito da un sottile film liquido
nel quale si sviluppano le radici.
2 La "funzione di ancoraggio" viene sostituita, se necessario, da un sistema di fili che tengono
sospese le piante mantenendole in situ. In altri termini, l'ancoraggio della pianta è garantito
fissandone l'apparato aereo ad un sistema di sospensione.
3 La "funzione trofica" del terreno è surrogata integralmente dall'apporto di una soluzione
nutritiva per mezzo di un impianto di fertirrigazione, nel quale l'acqua irrigua è utilizzata come
vettore dei sali minerali. Il substrato deve essere chimicamente inerte al fine di evitare
interferenze di fattori chimici (es. scambio ionico e pH) con i parametri controllati attraverso la
fertirrigazione.
4 La"funzione ecologica" del terreno è completamente annullata dall'idroponica. Dal momento
che non esistono i presupposti per la creazione di una biocenosi favorevole, il substrato che
surroga il terreno è del tutto inerte dal punto di vista biologico e il mezzo ospita
esclusivamente le radici delle piante allevate. Rispetto alle tecniche convenzionali,
l'idroponica manifesta da questo punto di vista significativi vantaggi in quanto si rimuove
all'origine il contatto con gli agenti patogeni del terreno (in particolare nematodi). Questi fattori
avversi obbligano l'agricoltura convenzionale a ricorrere all'avvicendamento colturale in pieno
campo e alla geodisinfestazione in coltura protetta. In ogni caso le piante allevate in coltura
idroponica manifestano in genere un migliore rigoglio vegetativo e offrono produzioni più
elevate non solo per il controllo dello stato nutrizionale ma anche per il migliore stato
sanitario. Naturalmente queste considerazioni esulano dalle avversità che si ripercuotono
sull'apparato radicale aereo.
parametri di controllo
I parametri di controllo essenziali sono quattro:
1 ph è fondamentale per mantenere lo stato di solubilità degli elementi e ottimizzare i processi
di scambio fra le radici e la soluzione nutritiva. Un pH che si discosta dal range ottimale
peggiora lo stato nutrizionale delle piante per l'immobilizzazione chimica o fisiologica di uno o
più elementi minerali.
2)conducibilità
elettricà
è il parametro con cui si controlla la concentrazione della soluzione nutritiva. Una
conducibilità bassa è correlata ad un'eccessiva diluizione della soluzione, pertanto le piante si
trovano in condizioni di nutrizione minerale carente.Fasi di fertirrigazione temporanee a
conducibilità bassa sono tollerate anche per tempi relativamente lunghi ma si ripercuotono
negativamente sia sulla resa quantitativa sia sulle proprietà organolettiche del prodotto. Una
conducibilità eccessivamente elevata è correlata ad un'elevata concentrazione della
soluzione e ad una tencione osmotica eccessivamente alta (in valore assoluto): entro le
soglie critiche le piante manifestano sofferenza e consumano risorse energetiche per vincere
il potenziale osmotico a scapito della resa produttiva, oltre le soglie critiche l'assorbimento
radicale si arresta con conseguenti fenomeni di appassimento o avvizzimento. Fasi di
fertirrigazione temporanee a conducibilità elettrica elevata sono tollerate solo per tempi
brevissimi in quanto le specie più sensibili possono avvizzire in poche ore.
3)Portata, tempi e cicli di erogazione:sono i parametri con cui si controlla nel complesso la
nutrizione minerale attraverso il ricambio della soluzione a contatto con le radici. Erogazioni
troppo frequenti e volumi troppo alti (in relazione alla portata e alla durata delle erogazioni)
innalzano i costi economici ed ambientali in quanto l'eccesso di soluzione si perde con il
drenaggio a meno che l'impianto non sia provvisto di un sistema di riciclo della soluzione in
eccesso. Erogazioni diradate e volumi troppo bassi riducono le rese produttive perché lo stato
nutrizionale delle piante non è ottimale.
4)Composizione chimica della soluzione:è il parametro con cui si controlla il bilancio
nutrizionale delle piante comparato nei vari elementi nutritivi, i rapporti di antagonismo fra
potassio e metalli alcalino-terrosi, la solubilità dei vari sali. Dal momento che le piante
necessitano di rapporti di concimazione differenti in relazione alla specie, al tipo di produzione
e al rapporto resa quantitativa e qualitativa del prodotto, la composizione della soluzione è
fondamentale per il raggiungimento degli obiettivi. Per la preparazione delle soluzioni vanno
impiegati concimi ad alta solubilità in acqua. La preparazione deve rispettare una priorità nella
sequenza partendo dai sali meno solubili e sono da preferire i fertirrigatori che usano due
soluzioni madri, mantenendo separati i sali meno solubili da quelli più solubili.
Vantaggi rispetto alla coltivazione tradizionale
La coltivazione fuori suolo presenta degli evidenti vantaggi in situazioni ambientali dove il
substrato non è in condizione di far crescere la coltura in modo ottimale, come ad esempio
roccia o terreni eccessivamente sabbiosi.
Un altro vantaggio di questo tipo di coltivazione è il minor utilizzo di acqua per ottenere il
medesimo risultato, indicativamente di un decimo rispetto alla coltura in terra, rendendo
questo sistema particolarmente utile in quelle situazioni ambientali dove la scarsità di acqua
rende difficile o addirittura impossibile la coltivazione di ortaggi.
Da non sottovalutare l'aspetto ambientale visto che l'utilizzo dei fertilizzanti è mirato e non ci
sono dispersioni nel terreno; l'utilizzo di diserbanti è assente, mentre l'utilizzo di
antiparassitari è decisamente ridotto.
Attualmente sono disponibili in commercio dei fertilizzanti biologici che danno la possibilità,
utilizzando un impianto idroponico, di ottenere un prodotto biologico (ma non certificato in
base al Regolamento (CE) N. 834/2007).
In termini qualitativi il prodotto mostra uniformità di dimensione e caratteristiche oltre che
qualità organolettiche costanti in tutta la produzione, qualità richieste dalla distribuzione
organizzata ai produttori di frutta e ortaggi.
coltivazione aeroponica
L'Aeroponica è il processo di sviluppo in serra di piante senza l'utilizzo di terra o di qualsiasi
altro aggregato di sostegno. Le piante, infatti, sono sostenute artificialmente e la loro
alimentazione è garantita da sistemi di nebulizzazione di acqua, arricchita da fertilizzanti
minerali, che investe direttamente l'apparato radicale della pianta.
Obiettivi e tecniche
L'obiettivo dell'aeroponica è l'ottenimento di condizioni che incrementino sviluppo, salute,
fioritura e fruttificazione della pianta attraverso la coltivazione in serra e l'uso di soluzioni
ricche di nutrienti spruzzate sulle radici nude. L'ambiente chiuso, e idealmente isolato
dall'esterno, combinato con l'assenza di terreno permette inoltre di annullare l'esposizione
delle piante ad agenti infestanti e patogeni facilitando ulteriormente il loro sviluppo. Notevole
è anche il livello di ossigenazione dell'apparato radicale che questa tecnica permette. A
differenza della coltura idroponica la pianta non viene sommersa in sostanze nutritive ma
sospesa in un ambiente periodicamente nebulizzato di sostanze. Al contempo questo
permette di avere un maggiore impatto dell'aria, necessaria allo sviluppo della pianta e di
risparmio di sostanze ed acqua che in ogni caso viene recuperata dal fondo della struttura e
rimessa in circolo. Il sistema aeroponico consente quindi di evitare la formazione di un
ambiente adatto alla crescita di muffe, virus o batteri come la salmonella.
Pro e contro
L'aeroponia gode di vantaggi e svantaggi rispetto alle colture tradizionali. La necessità di
vaporizzare le soluzioni nutritive richiede spazio coperto, per certe colture quindi sono state
ideate prima strutture a piramide, poi strutture verticali a colonna, con evidente
concentrazione delle colture per metro quadro. Resta però non facile l'utilizzo di questa
tecnica per le colture tradizionalmente estensive (grano, mais, etc) o di colture di piante che
richiedono un notevole sviluppo vegetativo.
coltivazione acqaponica
Per acquaponica si intende una tipologia di agricoltura mista ad allevamento sostenibile
basata su una combinazione di acquacoltura e coltivazione idroponica, al fine di ottenere un
ambiente simbiotico. In un sistema acquaponico l'acqua delle vasche per acquacoltura viene
pompata in quelle idroponiche, in modo tale che le piante che vi si trovano possano filtrarla
sottraendo diverse sostanze di scarto dei pesci, traendone contemporaneamente nutrimento.
L'acqua così filtrata potrà quindi essere reimmessa nelle vasche per acquacoltura e
riprendere il suo ciclo.
I sistemi di acquaponica possono essere di varie dimensioni: da piccoli impianti domestici a
grandi impianti di dimensioni industriali.